BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Perkembangan sains dan teknologi yang semakin pesat serta usaha-usaha
untuk mengatasi dampak-dampak negatifnya di dalam kehidupan menuntut dunia
pendidikan dan pengajar sains untuk lebih berkembang, termasuk pendidikan dan
pengajaran fisika. Fisika diperoleh melalui kerja sama antara pengalaman empiris
dan pemikiran teoritis rasional. Fisika merupakan salah satu cabang dari sains
yang mempelajari struktur materi dan saling antar aksinya serta penggunaannya
dalam kehidupan. Fisika berkaitan dengan energi, segala hal di alam ini
melibatkan energi dan salah satu bentuknya yaitu energi listrik.
Pemakaian energi listrik dewasa ini sudah sangat luas, bahkan manusia
sangat sulit melepaskan diri dari kebutuhan dengan energi listrik. Semakin lama
tidak ada satupun alat kebutuhan manusia yang tidak membutuhkan energi listrik
seperti lampu, kulkas, setrika, penanak nasi, TV, komputer, dsb. Dengan semua
ini manusia tiap hari selalu berfikir bagaimana menciptakan dan menggunakan
energi listrik secara efektif dan efisien.
Sesuai bunyi hukum kekekalan energi, “Energi tidak dapat diciptakan dan
dimusnahkan akan tetapi dapat dirubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya”.
Begitu pula dengan energi listrik, energi listrik didapat dengan merubah bentuk
energi lain seperti energi panas bumi, energi gerak, energi bahan bakar fosil, dan
energi surya. Salah satu hasil perkembangan IPTEK yang populer saat ini adalah
sel surya.
Suplai energi surya dari sinar matahari yang diterima oleh permukaan
bumi sebenarnya sangat luar biasa besarnya yaitu mencapai 3 x 1024 joule
pertahun. Jumlah energi sebesar itu setara dengan 10.000 kali konsumsi energi di
seluruh dunia saat ini. Dengan kata lain, dengan menutup 0,1% saja permukaan
bumi dengan perangkat solar sel yang memiliki efisiensi 10% sudah mampu untuk
Energi Sel Surya 1
menutupi kebutuhan energi di seluruh dunia saat ini. Perkembangan yang pesat
dari industri sel surya (solar sel) di mana pada tahun 2004 telah menyentuh level
1000 MW membuat banyak kalangan semakin melirik sumber energi masa depan
yang sangat menjanjikan ini.
1.2 Rumusan Masalah
1. Apa yang dimaksud dengan energi listrik?
2. Apa yang dimaksud dengan sel surya?
3. Bagaimana cara kerja sel surya?
1.3 Tujuan
1. Menjelaskan tentang energi listrik.
2. Menjelaskan tentang sel surya.
3. Menjelaskan cara kerja sel surya.
1.4 Batasan Masalah
Pada makalah ini hanya membahas tentang energi listrik, sel surya, dan
cara kerja sel surya.
Energi Sel Surya 2
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Energi Listrik
Energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha. Maka pengertian
energi listrik adalah kemampuan untuk melakukan atau menghasilkan usaha listrik
yaitu kemampuan yang diperlukan untuk memindahkan muatan dari satu titik ke
titik yang lain. Energi listrik juga sering didefinisikan sebagai perkalian daya
dengan waktu. Daya adalah perkalian tegangan dengan arus listrik sehingga di
dalam mencari rumusan energi, besaran-besaran yang dilibatkan adalah tegangan,
arus listrik, dan waktu.
Jika dilihat dari sudut pandang partikel (elektron yang diberi energi), elektron-
elektron tersebut bergerak atau melakukan perpindahan selama selang waktu
tertentu. Energi listrik dilambangkan dengan W. Energi listrik merupakan energi
akhir yang dibutuhkan bagi peralatan listrik untuk menggerakkan motor, lampu
penerangan, memanaskan, mendinginkan ataupun untuk menggerakkan kembali
suatu peralatan mekanik untuk menghasilkan bentuk energi yang lain. Energi
yang dihasilkan dapat berasal dari berbagai sumber, seperti air, minyak, batu bara,
angin, panas bumi, nuklir, matahari, dan lainnya. Usaha listrik (dalam joule) yang
dibutuhkan untuk mengalirkan suatu muatan q (dalam coulomb) melewati suatu
beda potensial V (dalam volt) ditentukan oleh
W = q.V………………………… (1)
Jika q dan V diberi tanda yang sesuai (sebagai contoh, potensial naik sebagai
positif, dan potensial turun sebagai negatif), usaha akan memiliki tanda yang
tepat. Jadi, untuk mengalirkan muatan positif melewati kenaikan potensial,
sejumlah usaha positif harus dilakukan terhadap muatan tersebut.
keterangan :
W = Energi listrik ( Joule)
Energi Sel Surya 3
q = Muatan listrik ( Coulomb)
V = Beda potensial ( Volt )
Karena I = Q/t maka diperoleh perumusan :
W = (I.t).V (2)
W = V.I.t (3)
Apabila persamaan tersebut dihubungkan dengan hukum Ohm (V = I.R) maka
diperoleh perumusan :
W = I.R.I.t (4)
Satuan energi listrik lain yang sering digunakan adalah kalori, dimana 1 kalori
sama dengan 4,2 Joule selain itu juga menggunakan satuan kWh (kilowatt jam).
Joule merupakan satuan yang sangat besar untuk energi yang berhubungan
dengan elektron, atom atau molekul, baik pada fisika atom dan nuklir maupun
pada kimia atau biologi molekuler. Untuk tujuan ini, digunakan elektron volt
(eV). Satu elektron volt didefinisikan sebagai energi yang didapat oleh partikel
yang membawa muatan yang sama dengan elektron (q = e) sebagai akibat dari
melewati beda potensial 1 V. Oleh karena muatan pada elektron memiliki besar
1,6 x 10-19 C, dan perubahan energi potensial sama dengan qV, 1 eV sama dengan
(1,6 x 10-19 C) ∙ (1,0 V) = 1,6 x 10-19 J :
1 eV = 1,6 x 10-19 J
Sebuah elektron dipercepat melalui beda potensial 1000 V akan kehilangan energi
potensial sebesar 1000 eV dan berarti mendapatkan energi kinetik sebesar 1000
eV atau 1 keV (kilo elektron volt). Di pihak lain, jika sebuah partikel memiliki
muatan yang sama dengan dua kali muatan elektron (= 2e = 3,2 x 10-19 C), ketika
melalui beda potensial 1000 V, energinya akan berubah sebesar 2000 eV.
2.2 Sel Surya
Sel surya atau sel photovoltaic atau solar sel adalah sebuah alat
semikonduktor yang terdiri dari sebuah wilayah-besar dioda p-n junction, di
mana, dalam hadirnya cahaya matahari mampu membangkitkan energi listrik
yang berguna. Pengubahan ini disebut efek photovoltaic. Sel surya pertama kali
menjadi bahasan publik pada awal abad 19. Menurut penuturan Einstein, selain
Energi Sel Surya 4
Gambar 2.1 Sel surya yang di pasang di tanah lapang
(Sumber: http://id.wikipedia.org/)
memiliki karakteristik gelombang, cahaya matahari juga terdiri dari kumpulan
foton-foton yang memiliki energi.
Apabila cahaya matahari
mengenai sel surya maka energi yang
dimiliki foton akan diserap oleh molekul
di dalam sel surya dan kemudian energi
cahaya tersebut dirubah menjadi energi
listrik. Dalam proses perubahan energi
ini, semikonduktor adalah tokoh kunci
yang berperan sehingga sel surya dapat
menjalankan fungsinya dengan baik. Sel
surya memiliki banyak aplikasi terutama
cocok untuk digunakan bila tenaga listrik dari grid tidak tersedia, seperti di
wilayah terpencil, satelit pengorbit bumi, kalkulator genggam, pompa air, dll.
Sel surya, sebagai salah satu perangkat penghasil listrik bila dibandingkan
dengan penghasil listrik yang lain seperti minyak bumi dan batu bara, pengeluaran
gas karbon dioksidanya sangat sedikit. Selain itu juga tidak membutuhkan bahan
bakar lain, air pendinginpun tidak diperlukan, tidak menghasilkan polusi suara
seperti layaknya mesin penghasil listrik yang lain, cara mendapatkan sumber
energinya begitu mudah, murah meriah dan juga mudah untuk membuatnya. Dari
beberapa kelebihannya tersebut, sel surya bisa diletakkan di manapun, dari
halaman rumah di perkotaan hingga gurun pasir yang luas.
2.3 Hubungan Sel Surya dengan Efek Fotolistrik
Peristiwa konversi energi sel surya termasuk kedalam efek fotolistrik
karena menurut efek fotolistrik yang dikemukakan Einstein, dalam interaksi
antara foton cahaya dan elektron di dalam logam sifat partikel cahayalah yang
berperan. Yakni, terjadi tumbukan antara foton cahaya dengan elektron ibarat
tumbukan antara dua bola biliar. Hanya saja setelah tumbukan, foton
memusnahkan diri dengan menyerahkan seluruh energinya kepada elektron
tertumbuk. Sebagian dari energi yang diterima elektron akan meningkatkan energi
Energi Sel Surya 5
Pita pertama
Pita kedua
Pita valensi
r1
r2
r3
Energi
total elektron sehingg dapat mengatasi energi ambang (energi ikat) W0 sisanya
menjadi energi kinetik EK, setelah elektron membebaskan diri dan berpindah
posisi melewati konduktor, kabel penghubung dan kembali ke bagian bawah sel
surya. Peristiwa ini terjadi jutaan kali setiap detiknya jika sel surya dikenai cahaya
dengan frekuensi lebih besar dari frekuensi ambang sehingga terjadi aliran arus
listrik yang disebabkan banyaknya muatan listrik (elektron) yang mengalir tiap
satuan waktu.
2.4 Teori Pita Energi
Ketika atom silikon membentuk kristal, orbit elektron bukan hanya
dipengaruhi oleh muatan dalam atomnya sendiri tetapi juga oleh inti dan elektron
setiap atom lain dalam kristal. Karena setiap elektron mempunyai kedudukan yang
berbeda di dalam kristal, tidak ada dua elektron terlihat benar-benar mempunyai
pola muatan sekeliling yang sama. Oleh sebab itu, orbit tiap elektron berbeda.
Gambar 2.2 menunjukkan apa yang terjadi dengan level energi. Semua elektron
yang bergerak dalam orbit pertama mempunyai level energi yang sedikit berbeda
karena tidak ada dua yang benar-benar terlihat mempunyai lingkungan muatan
yang sama. Karena ada bermilyar-milyar elektron orbit pertama, level energi yang
sedikit berbeda membentuk kelompok atau pita. Sama halnya bermilyar elektron
orbit kedua, semua dengan level energi yang sedikit berbeda dan semua elektron
orbit ketiga membentuk pita ketiga.
Gambar yang dihitamkan pada gambar 2.2 menunjukkan pita energi pada kristal
silikon pada suhu nol mutlak (-273oC).
Energi Sel Surya 6
Gambar 2.2 Pita energi
Pita petama
Pita kedua
Pita valensi
Pita konduksi
Energi
Silikonmurni
Pada suhu nol mutlak, elektron tidak dapat bergerak melalui kristal. Semua
elektron dipegang kuat oleh atom-atom silikon. Elektron orbit terdalam terkubur
dalam di dalam atom; elektron orbit terluar merupakan dari ikatan kovalen dan
tidak dapat putus tanpa menerima energi dari luar. Oleh sebab itu, pada suhu nol
mutlak, kristal silikon berlaku seperti isolator sempurna.
Gambar 2.3 menunjukkan diagram pita energi. Tiga pita prtama terisi dan
elektron tidak dapat bergerak dengan mudah dalam pita-pita ini. Tetapi di atas pita
valensi terdapat pita konduksi. Pita ini mewakili kelompok jari-jari berikutnya
yang lebih besar yang memenuhi keadaan gelombang partikel dari elektron. Orbit-
orbit dalam pita konduksi sangat besar sehingga penarikan inti diabaikan. Dengan
kata lain, jika elektron dapat diangkat ke dalam pita konduksi, sebenarnya bebas
untuk bergerak dari satu atom ke atom berikutnya. Inilah mengapa elektron-
elektron dalam pita konduksi kerap kali disebut elektron bebas. Pada suhu nol
mutlak, pita konduksi kosong. Ini berarti tak ada elektron yang mempunyai cukup
energi untuk bergerak dalam orbit pita konduksi.
Jika dinaikkan suhu di atas nol mutlak maka sesuatu akan berubah. Energi
panas yang datang memutuskan beberapa ikatan kovalen, energi ini memukul
elektron valensi ke dalam pita konduksi. Dalam cara ini kita peroleh elektron pita
konduksi dalam jumlah terbatas yang dilambangkan dengan tanda negatif pada
gambar 2.4a. Di bawah pengaruh medan listrik, elektron bebas ini bergerak ke kiri
dan membentuk arus.
Energi Sel Surya 7
Gambar 2.3, (a) Rangkaian (b) Pita-pita energi pada suhu nol
mutlak
(a)
(b)
Pita petama
Pita keduaPita valensi
Pita konduksi
Energi
- - - - -- - - - -
Gerakan elektron
Di atas nol mutlak, kita menggambarkan pita energi seperti pada gambar
2.4b. Energi panas telah mengangkat beberapa elektron ke dalam pita konduksi
dimana mereka bergerak dalam orbit jari-jari yang lebih besar dari sebelumnya.
Dalam orbit pita konduksi yang lebih besar, elektron tidak terpegang secara kuat
oleh atom dan dapat dengan mudah bergerk dari satu atom ke atom berikutnya.
Dalam gambar 2.4b, setiap kali elektron menembus ke dalam pita
konduksi, dihasilkan hole dalam pita valensi. Oleh sebab itu, pita valensi tidak
lagi saturasi atau terisi. Tiap hole mewakili rotasi orbit yang tersedia.
Makin tinggi suhu, makin besar jumlah elektron tertendang ke dalam pita
konduksi dan makin besar arus pada Gambar 2.4b. Pada suhu ruang (sekitar 25o),
arus terlalu kecil untuk digunakan pada aplikasi umumnya. Pada suhu ini
sepotong silikon tidak merupakan isolator maupun konduktor yang baik. Dengan
alasan inilah, ia disebut semikonduktor. Kristal germanium juga semikonduktor
pada suhu ruang. Tetapi ada perbedaan yang penting sekali antara silikon dan
germanium. Pada suhu ruang silikon mempunyai elektron bebas yang lebih sedikit
daripada kristal germanium. Ini salah satu alasan mengapa silikon telah menjadi
bahan semikonduktor utama dalam pemakaian masa kini.
Jadi semikonduktor intrinsik pada suhu 0 K bersifat sebagai isolator, dan
pada suhu agak tinggi bersifat sebagai konduktor karena adanya pembentukan
pasangan-pasangan eletron bebas hole yang keduanya berlaku sebagai pembawa
Energi Sel Surya 8
(a) (b)Gambar 2.4, (a) Aliran
elektron (b) Pita energi pada suhu ruang
ikatan. Jika konsentrasi (jumlah per volume) elektron bebas dalam semi
konduktor instrinsik dinyatakan dengan ni dan konsentrasi hole dengan pi maka
berlaku
ni = pi
Ketergantungan konsentrasi pembawa muatan dalam semikonduktor
instrinsik terhadap suhu dapat ditentukan berdasarkan statistik Fermi Dirac, dan
menghasilkan formulasi sebagai berikut :
ni2 = AoT3 ∈ -EGO/kT (5)
Ao = tetapan tak bergantung suhu
T = suhu kelvin
EGO = energi gap pada 0 K dalam eV
k = konstante Bolzman dalam eV/K
∈ = 2,7
Daya hantar jenis dan tahanan jenis semikonduktor intrinsik diberikan oleh
persamaan-persamaan :
σ = eni (µn + µp) (6)
σ = daya hantar listrik
ρ = 1/ eni (µn + µ p )
ρ = tahan jenis
µn = mobilitas elektron bebas
µp = mobilitas hole
2.5 Cara Kerja Sel Surya
Sebagaimana diketahui bahwa cahaya baik yang tampak maupun yang
tidak tampak memiliki dua buah sifat yaitu dapat sebagai gelombang dan dapat
sebagai partikel yang disebut dengan foton. Penemuan ini pertama kali
diungkapkan oleh Einstein pada tahun 1905. Energi dengan frekuensi υ
dipancarkan oleh sebuah cahaya dengan panjang gelombang foton λ dirumuskan
dengan persamaan:
Energi Sel Surya 9
E = h.c / λ (7)
Dengan h adalah konstanta Planck (6,62 x 10-34 J.s) dan c adalah kecepatan
cahaya dalam vakum (3,00 x 108 m/s). Persamaan di atas juga menunjukkan
bahwa foton dapat dilihat sebagai sebuah partikel energi atau sebagai gelombang
dengan panjang gelombang dan frekuensi tertentu. Dengan menggunakan sebuah
perangkat semikonduktor yang memiliki permukaan yang luas dan terdiri dari
rangkaian dioda tipe p dan n, cahaya yang datang akan mampu dirubah menjadi
energi listrik.
Proses pengubahan atau konversi cahaya matahari menjadi listrik ini
dimungkinkan karena bahan material yang menyusun sel surya berupa
semikonduktor. Lebih tepatnya tersusun atas dua jenis semikonduktor; yakni jenis
n dan jenis p. Semikonduktor merupakan bahan dasar untuk komponen aktif
dalam alat elektronika. Semikonduktor yang digunakan pada sel surya adalah
semikonduktor ekstrinsik, yang dibuat dari campuran bahan semikonduktor
intrinsik dengan atom unsur dari kelompok III atau kelompok V dalam susunan
berkala. Semikonduktor jenis n merupakan semikonduktor yang memiliki
kelebihan elektron, sehingga kelebihan muatan negatif, (n = negatif). Sedangkan
semikonduktor jenis p memiliki kelebihan hole, sehingga disebut dengan p ( p =
positif) karena kelebihan muatan positif. Caranya, dengan menambahkan unsur
lain ke dalam semikonduktor, maka kita dapat mengontrol jenis semikonduktor
tersebut, sebagaimana diilustrasikan pada gambar di bawah ini.
Gambar 2.5 Semikonduktor yang ditambahkan unsur lain(Sumber: http://energisurya.wordpress.com/)
Pada awalnya, pembuatan dua jenis semikonduktor ini dimaksudkan untuk
meningkatkan tingkat konduktivitas atau tingkat kemampuan daya hantar listrik
Energi Sel Surya 10
Gambar 2.6 Semikonduktor jenis p dan n(Sumber: http://energisurya.wordpress.com/)
dan panas semikonduktor alami. Di dalam semikonduktor alami (disebut dengan
semikonduktor intrinsik) ini, elektron maupun hole memiliki jumlah yang sama.
Kelebihan elektron atau hole dapat meningkatkan daya hantar listrik maupun
panas dari sebuah semikoduktor.
Misalkan semikonduktor intrinsik yang dimaksud ialah Silikon (Si).
Semikonduktor jenis p, biasanya dibuat dengan menambahkan unsur Boron (B),
Aluminum (Al), Gallium (Ga) atau Indium (In) ke dalam Si. Unsur-unsur
tambahan ini akan menambah jumlah hole. Sedangkan semikonduktor jenis n
dibuat dengan menambahkan Nitrogen (N), Fosfor (P) atau Arsen (As) ke dalam
Si. Dari sini, tambahan elektron dapat diperoleh. Sedangkan, Si intrinsik sendiri
tidak mengandung unsur tambahan. Usaha menambahkan unsur tambahan ini
disebut dengan doping yang jumlahnya tidak lebih dari 1 % dibandingkan dengan
berat Si yang hendak di-doping. Dua jenis semikonduktor n dan p ini jika
disatukan akan membentuk sambungan p-n atau dioda p-n (istilah lain
menyebutnya dengan sambungan metalurgi/metallurgical junction) yang dapat
digambarkan sebagai berikut. Semikonduktor jenis p dan n sebelum disambung.
Sesaat setelah dua jenis semikonduktor ini disambung, terjadi perpindahan
elektron-elektron dari semikonduktor n menuju semikonduktor p, dan
perpindahan hole dari semikonduktor p menuju semikonduktor n. Perpindahan
elektron maupun hole ini hanya sampai pada jarak tertentu dari batas sambungan
awal.
Energi Sel Surya 11
Gambar 2.7 Penyambungan semikonduktor jenis p dan n(Sumber: http://energisurya.wordpress.com/)
Gambar 2.8 Pembentukn daerah deplesi(Sumber: http://energisurya.wordpress.com/)
Gambar 2.9 Munculnya medan listrik(Sumber: http://energisurya.wordpress.com/)
Elektron dari semikonduktor n bersatu dengan hole pada semikonduktor p
yang mengakibatkan jumlah hole pada semikonduktor p akan berkurang. Daerah
ini akhirnya berubah menjadi lebih bermuatan negatif. Pada saat yang sama. hole
dari semikonduktor p bersatu dengan elektron yang ada pada semikonduktor n
yang mengakibatkan jumlah elektron di daerah ini berkurang. Daerah ini akhirnya
lebih bermuatan positif.
Daerah negatif dan positif ini disebut dengan daerah deplesi (depletion
region) ditandai dengan huruf W. Baik elektron maupun hole yang ada pada
daerah deplesi disebut dengan pembawa muatan minoritas (minority charge
carriers) karena keberadaannya di jenis semikonduktor yang berbeda.
Dikarenakan adanya perbedaan muatan positif dan negatif di daerah
deplesi, maka timbul dengan sendirinya medan listrik internal E dari sisi positif ke
sisi negatif, yang mencoba menarik kembali hole ke semikonduktor p dan elektron
ke semikonduktor n. Medan listrik ini cenderung berlawanan dengan perpindahan
hole maupun elektron pada awal terjadinya daerah deplesi. Dibawah pengaruh
medan ini elektron dan lubang akan bergerak dalam arah berlawanan.
Energi Sel Surya 12
Gambar 3.0 Semikonduktor jenis p dan n(Sumber: http://energisurya.wordpress.com/)
Adanya medan listrik mengakibatkan sambungan pn berada pada titik
setimbang, yakni saat di mana jumlah hole yang berpindah dari semikonduktor p
ke n dikompensasi dengan jumlah hole yang tertarik kembali kearah
semikonduktor p akibat medan listrik E. Begitu pula dengan jumlah elektron yang
berpindah dari smikonduktor n ke p, dikompensasi dengan mengalirnya kembali
elektron ke semikonduktor n akibat tarikan medan listrik E. Dengan kata lain,
medan listrik E mencegah seluruh elektron dan hole berpindah dari
semikonduktor yang satu ke semikonduktor yang lain.
Pada sambungan p-n inilah proses konversi cahaya matahari menjadi
listrik terjadi. Untuk keperluan sel surya, semikonduktor n berada pada lapisan
atas sambungan p yang menghadap kearah datangnya cahaya matahari, dan dibuat
jauh lebih tipis dari semikonduktor p, sehingga cahaya matahari yang jatuh ke
permukaan sel surya dapat terus terserap dan masuk ke daerah deplesi dan
semikonduktor p.
Ketika sambungan semikonduktor ini terkena cahaya matahari, maka elektron
mendapat energi dari cahaya matahari untuk melepaskan dirinya dari
semikonduktor n, daerah deplesi maupun semikonduktor. Terlepasnya elektron ini
meninggalkan hole pada daerah yang ditinggalkan oleh elektron yang disebut
Energi Sel Surya 13
dengan fotogenerasi elektron-hole (electron-hole photogeneration) yakni,
terbentuknya pasangan elektron dan hole akibat cahaya matahari.
Cahaya matahari dengan panjang gelombang yang berbeda, membuat
fotogenerasi pada sambungan pn berada pada bagian sambungan pn yang berbeda
pula. Spektrum merah dari cahaya matahari yang memiliki panjang gelombang
lebih panjang, mampu menembus daerah deplesi hingga terserap di
semikonduktor p yang akhirnya menghasilkan proses fotogenerasi di sana.
Spektrum biru dengan panjang gelombang yang jauh lebih pendek hanya terserap
di daerah semikonduktor n. Selanjutnya, dikarenakan pada sambungan pn terdapat
medan listrik E, elektron hasil fotogenerasi tertarik ke arah semikonduktor n,
begitu pula dengan hole yang tertarik ke arah semikonduktor p. Apabila rangkaian
kabel dihubungkan ke dua bagian semikonduktor, maka elektron akan mengalir
melalui kabel. Jika sebuah lampu kecil dihubungkan ke kabel, lampu tersebut
menyala dikarenakan mendapat arus listrik, dimana arus listrik ini timbul akibat
pergerakan elektron.
Energi Sel Surya 14
Gambar 3.1 Fotogenerasi elektron-hole(Sumber: http://energisurya.wordpress.com/)
Pada siang hari panel surya menerima cahaya matahari yang kemudian
diubah menjadi listrik melalui proses photovoltaic. Listrik yang dihasilkan oleh
panel surya dapat langsung disalurkan ke beban ataupun disimpan dalam Electric
Box System (EBS), sebelum digunakan ke beban seperti lampu, radio,TV, dll.
Pada malam hari, dimana panel surya tidak menghasilkan listrik. Listrik yang
sudah tersimpan dalam Electric Box System (EBS) akan dapat digunakan. Untuk
menyalakan peralatan listrik terutama lampu penerangan,dll. Adapun rumus untuk
efisiensi konversi energinya berbentuk:
η=V . Iρ . A (8)
Dimana: 𝜂 = efisiensi konversi;
V = tegangan yang dibangkitkan sel surya;
I = arus sel surya;
ρ = rapat daya matahari yang jatuh pada sel surya;
A = luas permukaan sel surya.
Energi Sel Surya 15
Gambar 3.2, (a) Aliran elektron pada sel surya (b) Skema cara kerja sel surya zat
warna(Sumber: http://energisurya.wordpress.com/)
BAB III
KESIMPULAN
1. Energi listrik adalah kemampuan untuk melakukan atau menghasilkan
usaha listrik yaitu kemampuan yang diperlukan untuk memindahkan
muatan dari satu titik ke titik yang lain, sehingga bisa digunakan untuk
menyalakan berbagai peralatan elektronik.
2. Sel surya atau sel photovoltaic atau solar sel adalah sebuah alat
semikonduktor yang memiliki permukaan yang luas terdiri dari rangkaian
dioda p-n junction, di mana, dalam hadirnya cahaya matahari mampu
membangkitkan energi listrik yang berguna.
3. Cara kerja sel surya adalah dengan menggunakan sebuah perangkat
semikonduktor yang memiliki permukaan yang luas dan terdiri dari
rangkaian dioda tipe p dan n, cahaya yang datang akan mampu dirubah
menjadi energi listrik melalui proses photovoltaic. Listrik yang dihasilkan
oleh panel surya dapat langsung disalurkan ke beban ataupun disimpan
dalam Electric Box System (EBS), sebelum digunakan ke beban seperti
lampu, radio,TV, dll.
Energi Sel Surya 16
DAFTAR PUSTAKA
Bueche, J. Frederick dan Hecht, Eugene. 2006. Schaum’s Outlines Teori dan
Soal-Soal FISIKA UNIVERSITAS. Jakarta: Erlangga.
Energi dan Daya Listrik. Diakses melalui http://sidikpurnomo.net/ pada tanggal
27 September 2011.
Energi Listrik dengan Tenaga Surya. Diakses melalui http://www.alpensteel.com/
pada tanggal 27 September 2011.
Energi Listrik. Diakses melalui http://id.wikipedia.org/ pada tanggal 26
September 2011.
Energi Matahari/Sel Surya. Diakses melalui http://thesunpower-
akira.blogspot.com/ pada tanggal 27 September 2011.
Giancoli, Douglas. 2001. Fisika Jilid 2. Jakarta: Erlangga.
Melihat Prinsip Kerja Sel Surya Lebih Dekat. Diakses melalui
http://energisurya.wordpress.com/ pada tanggal 27 September 2011.
Sel Surya. Diakses melalui http://id.wikipedia.org/ pada tanggal 27 September
2011.
Sutrisno. 1986. ELEKTRONIKA Teori dan Penerapannya. Bandung: ITB.
Teknologi Sel Surya untuk Energi Masa Depan. Diakses melalui
http://www.kamusilmiah.com/ pada tanggal 27 September 2011.
Energi Sel Surya 17
Top Related